CN108376992A - 一种混合子模块mmc等效仿真方法 - Google Patents

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    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

本申请公开一种混合子模块MMC等效仿真方法，包括以下步骤：获取MMC桥臂的结构参数，包括每个桥臂中的半桥子模块个数N和全桥子模块个数M，半桥子模块电容CH和全桥子模块电容CF，子模块均压电阻Rb；获取MMC桥臂的运行状态，包括桥臂电流和每个子模块内各IGBT管的开关状态；根据MMC桥臂的结构参数和运行状态，计算并构建桥臂的等效仿真电路。本发明的仿真方法，所搭建的混合子模块MMC模型在桥臂正常运行与闭锁状态下均能有很高的仿真精度。且该仿真方法下仍可以输出任一一个子模块的瞬时电容电压与电流，其特性与真实模型基本相同。

Description

一种混合子模块MMC等效仿真方法
技术领域
本申请属于电力电子系统技术领域，具体涉及一种混合子模块MMC等效仿真方法。
背景技术
模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)由多个结构相同的子模块(Sub-module，SM)级联构成。MMC已经展现出极其重要的工程应用前景，MMC的高效建模方法是开展一系列理论性和工程性问题研究的基础。高电压、容量、超大规模MMC高效建模受限于建模方法、数学理论、等效实验方法和计算机硬件等众多限制，严重制约着相关领域的快速发展，建立MMC的数学和仿真模型能反映换流器的一般运行规律，对研究柔性直流输电系统运行特性、主电路参数的选取以及控制保护系统的设计具有重要的指导作用，MMC系统的仿真分析，较之现场试验具有良好的可控性、无破坏性和经济性，对验证控制系统的有效性及进行工程方案的比较等方面发挥着重要作用，为工程调试奠定了基础。
基于模块化多电平换流器MMC的高压直流输电(high voltage direct current，HVDC)技术正受到越来越多的关注。和其他电压源型换流器拓扑相比，模块化多电平换流器具有显著优势，由于采用基本运行单元级联的形式，该拓扑避免了大量开关器件直接串联，不存在一致触发等问题。该拓扑可在保证经济性的同时输出高品质电压波形，因此近年来被迅速应用到新能源并网、海上风电送出等场合。
采用架空线输电线路的MMC-HVDC面临的主要问题是如何处理直流线路接地故障，现有技术中可行的直流故障处理方案主要分为2种，一种为替换半桥子模块，采用具有直流故障自清除能力的子模块，如全桥子模块、钳位双子模块或其他变型子模块；以全桥子模块为例，与相同容量和电压等级的半桥子模块MMC相比，全桥MMC使用的电力电子器件个数几乎为其两倍，不仅增加投资成本，而且引入了更多的运行损耗。另一种仍采用半桥子模块，但在直流线路上引入直流断路器来处理直流故障。
发明内容
本申请提供了一种混合子模块MMC等效仿真方法，其中MMC为三相六臂结构，包括三个相单元，每个相单元包含上下两个桥臂，每个桥臂由N个半桥子模块M个全桥子模块级联组成，桥臂等效电路一共包括三个等效电阻Req1～Req3，三个等效电压源Ueq1～Ueq3，六个等效二极管D1～D6。
所述仿真方法包括以下步骤：
步骤一：获取MMC桥臂的结构参数，包括每个桥臂中的半桥子模块个数N和全桥子模块个数M，半桥子模块电容CH和全桥子模块电容CF，子模块均压电阻Rb。
步骤二：获取MMC桥臂的运行状态，包括桥臂电流和每个子模块内各IGBT管的开关状态。
步骤三:根据MMC桥臂的结构参数和运行状态，计算并构建桥臂的等效仿真电路。
优选的，所述MMC桥臂等效电路能够模拟受控状态下的桥臂特性和闭锁状态下的桥臂特性。
当桥臂处于受控状态下时，各等效电阻和等效电压源计算方式为：
Req2(t)＝0
Ueq2(t)＝0
Req3(t)＝0
Ueq3(t)＝0
当桥臂处于闭锁状态下时，各等效电阻和等效电压源计算方式为：
Req1(t)＝0.01×N+0.02×M
Ueq1(t)＝0
其中，Req1～Req3为桥臂的三个等效电阻，Ueq1～Ueq3为桥臂的三个等效电压源，RHeqj(t)为t时刻第j个半桥子模块的等效电阻，UHeqj(t)为t时刻第j个半桥子模块的等效电压源，RFeqj(t)为t时刻全桥子模块的等效电阻，UFeqj(t)为t时刻全桥子模块的等效电压源。
优选的，对于桥臂中的任一半桥子模块，若该半桥子模块在正常状态下时，其等效电阻和等效电压源电压计算方式为：
MM＝RHc×(R1+R2+Rb)+Rb×(R1+R2)
UHceq(t-h)＝UHc(t-h)
UHc(t)＝UHc(t-h)+RHc×iHc(t)
若该半桥子模块在闭锁状态下，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
UHceq(t-h)＝UHc(t-h)
UHc(t)＝UHc(t-h)+RHc×iHc(t)
其中，为半桥子模块电容的等效电阻，h为仿真步长，R1和R2分别对应半桥子模块中的2个IGBT管的等效电阻值，UHceq(t-h)为t-h时刻的该子模块电容的等效电压源电压值，UHc(t-h)为t-h时刻的该子模块电容电压，UHc(t)为t时刻的该子模块电容电压，iHc(t)为t时刻的流经该子模块电容的电流，ieq1(t)为t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq1的电流，ieq2(t)为t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq2的电流。
优选的，对于桥臂中的任一全桥子模块，若该全桥子模块在正常运行状态下时，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
BB＝-(R5+R6)
DD＝-(R3+R4)
UFceq(t-h)＝UFc(t-h)
UFc(t)＝UFc(t-h)+RFc×iFc(t)
若该全桥子模块在闭锁状态下，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
UFceq(t-h)＝UFc(t-h)
UFc(t)＝UFc(t-h)+RFc×iFc(t)
其中，为全桥子模块电容的等效电阻，h为仿真步长，R3-R6分别对应全桥子模块中的4个IGBT管的等效电阻值，UFceq(t-h)代表t-h时刻的该全桥子模块电容的等效电压源电压值，UFc(t-h)代表t-h时刻的该全桥子模块电容电压，UFc(t)代表t时刻的该全桥子模块电容电压，iFc(t)代表t时刻的流经该全桥子模块电容的电流，ieq1(t)代表t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq1的电流，ieq3(t)代表t时刻的流经桥臂等效电中的等效电压源Ueq3的电流。
优选的，当IGBT管T1导通时，R1的值取0.01Ω，当IGBT管T1关断时，R1的值取1×106Ω；当IGBT管T2导通时，R2的值取0.01Ω，当IGBT管T2关断时，R2的值取1×106Ω。
优选的，若该半桥子模块处于投入状态，则IGBT管T1导通，T2关断；若该半桥子模块处于切除状态，则IGBT管T1关断，T2导通；若该半桥子模块处于闭锁状态，则IGBT管T1和T2均关断。
优选的，当IGBT管T3导通时，R3的值取0.01Ω，当IGBT管T3关断时，R3的值取1×106Ω；当IGBT管T4导通时，R4的值取0.01Ω，当IGBT管T4关断时，R4的值取1×106Ω；当IGBT管T5导通时，R5的值取0.01Ω，当IGBT管T5关断时，R5的值取1×106Ω；当IGBT管T6导通时，R6的值取0.01Ω，当IGBT管T6关断时，R6的值取1×106Ω。
优选的，若该全桥子模块处于投入状态且输出电压为正，则IGBT管T3和T6导通，T4和T5关断；若该全桥子模块处于投入状态且输出电压为负，则IGBT管T3和T6关断，T4和T5导通；若该全桥子模块处于切除状态1，则IGBT管T3和T5关断，T4和T6导通；若该全桥子模块处于切除状态2，则IGBT管T3和T5导通，T4和T6关断；若该全桥子模块处于闭锁状态，则IGBT管T3-T6均关断。
由以上技术方案可以看出，本申请提出的一种混合子模块MMC等效仿真方法，所述MMC为三相六臂结构，包括三个相单元，每个相单元包含上下两个桥臂，桥臂一共包括三个等效电阻Req1～Req3，三个等效电压源Ueq1～Ueq3，六个等效二极管D1～D6，每个桥臂由N个半桥子模块M个全桥子模块级联组成，所述仿真方法包括以下步骤：步骤一：获取MMC桥臂的结构参数，包括每个桥臂中的半桥子模块个数N和全桥子模块个数M，半桥子模块电容CH和全桥子模块电容CF，子模块均压电阻Rb。步骤二：获取MMC桥臂的运行状态，包括桥臂电流和每个子模块内各IGBT管的开关状态。步骤三:根据MMC桥臂的结构参数和运行状态，计算并构建桥臂的等效仿真电路。本发明采用本发明仿真方法，所搭建的混合子模块MMC模型在桥臂正常运行与闭锁状态下均能有很高的仿真精度，且该仿真方法下仍可以输出任一一个子模块的瞬时电容电压与电流，其特性与真实模型基本相同，本发明仿真方法将每个桥臂等效为仅包含3个受控电阻、3个受控电压源和6个二极管的简单支路，极大地减少了混合子模块MMC仿真模型的节点数量，大幅提升了仿真运算的速度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的桥臂连接框图。
图2为本申请提供的混合子模块MMC拓扑图。
图3为本申请提供的本发明仿真系统的结构示意图。
图4为本发明等效模型与真实模型关于直流电压的对比示意图。
图5为本发明等效模型与真实模型关于半桥子模块电容电压的对比示意图。
图6为本发明等效模型与真实模型关于全桥子模块电容电压的对比示意图。
具体实施方式
参见图1为本申请提供的桥臂连接框图，图2为本申请提供的混合子模块MMC拓扑图。
一种混合子模块MMC等效仿真方法，其中MMC为三相六臂结构，包括三个相单元，每个相单元包含上下两个桥臂，桥臂一共包括三个等效电阻Req1～Req3，三个等效电压源Ueq1～Ueq3，六个等效二极管D1～D6，每个桥臂由N个半桥子模块M个全桥子模块级联组成，所述仿真方法包括以下步骤：
步骤一：获取MMC桥臂的结构参数，包括每个桥臂中的半桥子模块个数N和全桥子模块个数M，半桥子模块电容CH和全桥子模块电容CF，子模块均压电阻Rb。
步骤二：获取MMC桥臂的运行状态，包括桥臂电流和每个子模块内各IGBT管的开关状态。
步骤三:根据MMC桥臂的结构参数和运行状态，计算并构建桥臂的等效仿真电路。
这里提及的半桥子模块输出电压存在正和零两种电平，全桥子模块输出电压存在正、负和零三种电平。桥臂电抗器能够抑制桥臂换流，在直流故障时起到抑制故障电流上升，保护IGBT等器件的作用。半桥子模块由两个IGBT管T1-T2、一个电容CH和一个均压电阻Rb构成。全桥子模块由4个IGBT管T3-T6、一个电容CF和一个均压电阻Rb构成。
优选的，所述MMC桥臂能够模拟受控状态下的桥臂特性和闭锁状态下的桥臂特性；
参见图3为本申请提供的本发明仿真系统的结构示意图，图4为本发明等效模型与真实模型关于直流电压的对比示意图，图5为本发明等效模型与真实模型关于半桥子模块电容电压的对比示意图，图6为本发明等效模型与真实模型关于全桥子模块电容电压的对比示意图。
当桥臂处于受控状态下时，各等效电阻和等效电压源计算方式为：
Req2(t)＝0
Ueq2(t)＝0
Req3(t)＝0
Ueq3(t)＝0
当桥臂处于闭锁状态下时，各等效电阻和等效电压源计算方式为：
Req1(t)＝0.01×N+0.02×M
Ueq1(t)＝0
其中，Req1～Req3为桥臂的三个等效电阻，Ueq1～Ueq3为桥臂的三个等效电压源，RHeqj(t)为t时刻第j个半桥子模块的等效电阻，UHeqj(t)为t时刻第j个半桥子模块的等效电压源，RFeqj(t)为t时刻全桥子模块的等效电阻，UFeqj(t)为t时刻全桥子模块的等效电压源。
优选的，对于桥臂中的任一半桥子模块，若该半桥子模块在正常状态下时，其等效电阻和等效电压源电压计算方式为：
MM＝RHc×(R1+R2+Rb)+Rb×(R1+R2)
UHceq(t-h)＝UHc(t-h)
UHc(t)＝UHc(t-h)+RHc×iHc(t)
若该半桥子模块在闭锁状态下，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
UHceq(t-h)＝UHc(t-h)
UHc(t)＝UHc(t-h)+RHc×iHc(t)
其中，为半桥子模块电容的等效电阻，h为仿真步长，R1和R2分别对应半桥子模块中的2个IGBT管的等效电阻值，UHceq(t-h)为t-h时刻的该子模块电容的等效电压源电压值，UHc(t-h)为t-h时刻的该子模块电容电压，UHc(t)为t时刻的该子模块电容电压，iHc(t)为t时刻的流经该子模块电容的电流，ieq1(t)为t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq1的电流，ieq2(t)为t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq2的电流。
对于桥臂中的任一全桥子模块，若该全桥子模块在正常运行状态下时，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
BB＝-(R5+R6)
DD＝-(R3+R4)
UFceq(t-h)＝UFc(t-h)
UFc(t)＝UFc(t-h)+RFc×iFc(t)
若该全桥子模块在闭锁状态下，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
UFceq(t-h)＝UFc(t-h)
UFc(t)＝UFc(t-h)+RFc×iFc(t)；
其中，为全桥子模块电容的等效电阻，h为仿真步长，R3-R6分别对应全桥子模块中的4个IGBT管的等效电阻值，UFceq(t-h)代表t-h时刻的该全桥子模块电容的等效电压源电压值，UFc(t-h)代表t-h时刻的该全桥子模块电容电压，UFc(t)代表t时刻的该全桥子模块电容电压，iFc(t)代表t时刻的流经该全桥子模块电容的电流，ieq1(t)代表t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq1的电流，ieq3(t)代表t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq3的电流。
优选的，当IGBT管T1导通时，R1的值取0.01Ω，当IGBT管T1关断时，R1的值取1×106Ω；当IGBT管T2导通时，R2的值取0.01Ω，当IGBT管T2关断时，R2的值取1×106Ω。
优选的，若该半桥子模块处于投入状态，则IGBT管T1导通，T2关断；若该半桥子模块处于切除状态，则IGBT管T1关断，T2导通；若该半桥子模块处于闭锁状态，则IGBT管T1和T2均关断。
优选的，当IGBT管T3导通时，R3的值取0.01Ω，当IGBT管T3关断时，R3的值取1×106Ω；当IGBT管T4导通时，R4的值取0.01Ω，当IGBT管T4关断时，R4的值取1×106Ω；当IGBT管T5导通时，R5的值取0.01Ω，当IGBT管T5关断时，R5的值取1×106Ω；当IGBT管T6导通时，R6的值取0.01Ω，当IGBT管T6关断时，R6的值取1×106Ω。
优选的，若该全桥子模块处于投入状态且输出电压为正，则IGBT管T3和T6导通，T4和T5关断；若该全桥子模块处于投入状态且输出电压为负，则IGBT管T3和T6关断，T4和T5导通；若该全桥子模块处于切除状态1，则IGBT管T3和T5关断，T4和T6导通；若该全桥子模块处于切除状态2，则IGBT管T3和T5导通，T4和T6关断；若该全桥子模块处于闭锁状态，则IGBT管T3-T6均关断。
由以上技术方案可以看出，本申请提出的一种混合子模块MMC等效仿真方法，所述MMC为三相六臂结构，包括三个相单元，每个相单元包含上下两个桥臂，桥臂一共包括三个等效电阻Req1～Req3，三个等效电压源Ueq1～Ueq3，六个等效二极管D1～D6，每个桥臂由N个半桥子模块M个全桥子模块级联组成，所述仿真方法包括以下步骤：步骤一：获取MMC桥臂的结构参数，包括每个桥臂中的半桥子模块个数N和全桥子模块个数M，半桥子模块电容CH和全桥子模块电容CF，子模块均压电阻Rb。步骤二：获取MMC桥臂的运行状态，包括桥臂电流和每个子模块内各IGBT管的开关状态。步骤三:根据MMC桥臂的结构参数和运行状态，计算并构建桥臂的等效仿真电路。本发明采用本发明仿真方法，所搭建的混合子模块MMC模型在桥臂正常运行与闭锁状态下均能有很高的仿真精度，且该仿真方法下仍可以输出任一一个子模块的瞬时电容电压与电流，其特性与真实模型基本相同，本发明仿真方法将每个桥臂等效为仅包含3个受控电阻、3个受控电压源和6个二极管的简单支路，极大地减少了混合子模块MMC仿真模型的节点数量，大幅提升了仿真运算的速度。
领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种混合子模块MMC等效仿真方法，其中MMC为三相六臂结构，包括三个相单元，每个相单元包含上下两个桥臂，桥臂等效电路一共包括三个等效电阻Req1～Req3，三个等效电压源Ueq1～Ueq3，六个等效二极管D1～D6，每个桥臂由N个半桥子模块M个全桥子模块级联组成，所述仿真方法包括以下步骤：
步骤一：获取MMC桥臂的结构参数，包括每个桥臂中的半桥子模块个数N和全桥子模块个数M，半桥子模块电容CH和全桥子模块电容CF，子模块均压电阻Rb；
步骤二：获取MMC桥臂的运行状态，包括桥臂电流和每个子模块内各IGBT管的开关状态；
步骤三:根据MMC桥臂的结构参数和运行状态，计算并构建桥臂的等效仿真电路。
2.根据权利要求1所述的一种混合子模块MMC等效仿真方法，其特征在于，所述MMC桥臂能够模拟受控状态下的桥臂等效电路特性和闭锁状态下的桥臂特性；
当桥臂处于受控状态下时，各等效电阻和等效电压源计算方式为：
Req2(t)＝0
Ueq2(t)＝0
Req3(t)＝0
Ueq3(t)＝0；
当桥臂处于闭锁状态下时，各等效电阻和等效电压源计算方式为：
Req1(t)＝0.01×N+0.02×M
Ueq1(t)＝0
其中，Req1～Req3为桥臂的三个等效电阻，Ueq1～Ueq3为桥臂的三个等效电压源，RHeqj(t)为t时刻第j个半桥子模块的等效电阻，UHeqj(t)为t时刻第j个半桥子模块的等效电压源，RFeqj(t)为t时刻全桥子模块的等效电阻，UFeqj(t)为t时刻全桥子模块的等效电压源。
3.根据权利要求2所述的一种混合子模块MMC等效仿真方法，其特征在于，对于桥臂中的任一半桥子模块，若该半桥子模块在正常状态下时，其等效电阻和等效电压源电压计算方式为：
MM＝RHc×(R1+R2+Rb)+Rb×(R1+R2)
UHceq(t-h)＝UHc(t-h)
UHc(t)＝UHc(t-h)+RHc×iHc(t)；
若该半桥子模块在闭锁状态下，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
UHceq(t-h)＝UHc(t-h)
UHc(t)＝UHc(t-h)+RHc×iHc(t)；
其中，为半桥子模块电容的等效电阻，h为仿真步长，R1和R2分别对应半桥子模块中的2个IGBT管的等效电阻值，UHceq(t-h)为t-h时刻的该子模块电容的等效电压源电压值，UHc(t-h)为t-h时刻的该子模块电容电压，UHc(t)为t时刻的该子模块电容电压，iHc(t)为t时刻的流经该子模块电容的电流，ieq1(t)为t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq1的电流，ieq2(t)为t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq2的电流。
4.根据权利要求2所述的一种混合子模块MMC等效仿真方法，其特征在于，对于桥臂中的任一全桥子模块，若该全桥子模块在正常运行状态下时，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
BB＝-(R5+R6)
DD＝-(R3+R4)
UFceq(t-h)＝UFc(t-h)
UFc(t)＝UFc(t-h)+RFc×iFc(t)；
若该全桥子模块在闭锁状态下，其等效电阻和等效电压源电压的计算方式为：
UFceq(t-h)＝UFc(t-h)
UFc(t)＝UFc(t-h)+RFc×iFc(t)；
其中，为全桥子模块电容的等效电阻，h为仿真步长，R3-R6分别对应全桥子模块中的4个IGBT管的等效电阻值，UFceq(t-h)代表t-h时刻的该全桥子模块电容的等效电压源电压值，UFc(t-h)代表t-h时刻的该全桥子模块电容电压，UFc(t)代表t时刻的该全桥子模块电容电压，iFc(t)代表t时刻的流经该全桥子模块电容的电流，ieq1(t)代表t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq1的电流，ieq3(t)代表t时刻的流经桥臂中的等效电压源Ueq3的电流。
5.根据权利要求3所述的一种混合子模块MMC等效仿真方法，其特征在于，当IGBT管T1导通时，R1的值取0.01Ω，当IGBT管T1关断时，R1的值取1×106Ω；当IGBT管T2导通时，R2的值取0.01Ω，当IGBT管T2关断时，R2的值取1×106Ω。
6.根据权利要求3所述的一种混合子模块MMC等效仿真方法，其特征在于，若该半桥子模块处于投入状态，则IGBT管T1导通，T2关断；若该半桥子模块处于切除状态，则IGBT管T1关断，T2导通；若该半桥子模块处于闭锁状态，则IGBT管T1和T2均关断。
7.根据权利要求4所述的一种混合子模块MMC等效仿真方法，其特征在于，当IGBT管T3导通时，R3的值取0.01Ω，当IGBT管T3关断时，R3的值取1×106Ω；当IGBT管T4导通时，R4的值取0.01Ω，当IGBT管T4关断时，R4的值取1×106Ω；当IGBT管T5导通时，R5的值取0.01Ω，当IGBT管T5关断时，R5的值取1×106Ω；当IGBT管T6导通时，R6的值取0.01Ω，当IGBT管T6关断时，R6的值取1×106Ω。
8.根据权利要求4所述的一种混合子模块MMC等效仿真方法，其特征在于，若该全桥子模块处于投入状态且输出电压为正，则IGBT管T3和T6导通，T4和T5关断；若该全桥子模块处于投入状态且输出电压为负，则IGBT管T3和T6关断，T4和T5导通；若该全桥子模块处于切除状态1，则IGBT管T3和T5关断，T4和T6导通；若该全桥子模块处于切除状态2，则IGBT管T3和T5导通，T4和T6关断；若该全桥子模块处于闭锁状态，则IGBT管T3-T6均关断。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111382550A (zh) * 2020-03-10 2020-07-07 南方电网科学研究院有限责任公司 模块化多电平换流器的动态组合实时仿真方法及使用方法
CN116613961A (zh) * 2023-05-25 2023-08-18 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种模拟桥臂闭锁状态的混合型mmc仿真模型及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522913A (zh) * 2011-12-04 2012-06-27 中国科学院电工研究所 基于h全桥子单元的混合多电平变流拓扑及其控制方法
CN103683995A (zh) * 2013-09-25 2014-03-26 浙江大学 一种全桥mmc电容电压的均衡控制方法
CN105117543A (zh) * 2015-08-21 2015-12-02 浙江大学 一种考虑多种闭锁模态的基于全桥子模块mmc的等效仿真方法
CN107257205A (zh) * 2017-07-13 2017-10-17 中国科学院电工研究所 一种mmc功率模块非线性特征仿真模型

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102522913A (zh) * 2011-12-04 2012-06-27 中国科学院电工研究所 基于h全桥子单元的混合多电平变流拓扑及其控制方法
CN103683995A (zh) * 2013-09-25 2014-03-26 浙江大学 一种全桥mmc电容电压的均衡控制方法
CN105117543A (zh) * 2015-08-21 2015-12-02 浙江大学 一种考虑多种闭锁模态的基于全桥子模块mmc的等效仿真方法
CN107257205A (zh) * 2017-07-13 2017-10-17 中国科学院电工研究所 一种mmc功率模块非线性特征仿真模型

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘昇、徐政等: "MMC_HVDC联网及孤岛运行状态转换策略", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111382550A (zh) * 2020-03-10 2020-07-07 南方电网科学研究院有限责任公司 模块化多电平换流器的动态组合实时仿真方法及使用方法
CN111382550B (zh) * 2020-03-10 2023-04-18 南方电网科学研究院有限责任公司 模块化多电平换流器的动态组合实时仿真方法及使用方法
CN116613961A (zh) * 2023-05-25 2023-08-18 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种模拟桥臂闭锁状态的混合型mmc仿真模型及方法
CN116613961B (zh) * 2023-05-25 2024-01-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种模拟桥臂闭锁状态的混合型mmc仿真模型及方法

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